[发明专利]一种高纯度2‑氯‑5‑三氟甲基吡啶的制备方法

说明书

技术领域：

本发明涉及有机合成技术领域，具体涉及一种高纯度2-氯-5-三氟甲基吡啶的制备方法。

背景技术：

2-氯-5-三氟甲基吡啶是一种重要的化工中间体原料，是合成除草剂氟禾草灵的中间体，目前含氟农药中间体需求量较大，其应用价值和市场前景十分可观。

发明内容：

本发明的目的是提供一种高纯度2-氯-5-三氟甲基吡啶的制备方法，该方法简单、后处理易行，可制备高纯度产品，适合于工业化生产。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

一种高纯度2-氯-5-三氟甲基吡啶的制备方法，该方法首先制备2-氯-5-三氯甲基吡啶，然后以2-氯-5-三氯甲基吡啶为原料，经一步氟化反应直接合成2-氯-5-三氟甲基吡啶，氟化反应后获得含2-氯-5-三氟甲基吡啶粗品的反应液；再对含2-氯-5-三氟甲基吡啶粗品的反应液进行纯化处理，获得高纯度2-氯-5-三氟甲基吡啶产品。

所述氟化反应中用到的氟化试剂为无水HF、KF、NaF或SbF₃。所述氟化反应中，所述氟化试剂与2-氯-5-三氯甲基吡啶的摩尔比为(1～8):1。

所述氟化反应中，反应温度为100～250℃，反应压力为1.0MPa～5.5MPa，氟化时间为15～30小时。

所述纯化处理包括如下步骤：

(1)水洗：将氟化反应后获得的含2-氯-5-三氟甲基吡啶粗品的反应液水洗2～3次，将水洗后的水从上层分出后，得到有机料层；

(2)中和处理：向步骤(1)得到的有机料中加入30wt.％的氢氧化钾溶液或30wt.％的氢氧化钠溶液，用于将有机料中的氟化氢和氯化氢进行中和得到钾盐或钠盐(中和产物为KF和KCl，或者为NaF和NaCl)，直至将有机料层的PH调节为7-8；

(3)水汽蒸馏：将步骤(2)进行中和处理后的有机料层转移至水汽蒸馏设备(水蒸汽蒸馏设备)内，补加新水，进行水汽蒸馏，得到2-氯-5-三氟甲基吡啶粗品。

(4)减压精馏：将步骤(3)得到的2-氯-5-三氟甲基吡啶粗品进行减压蒸馏，经过减压精馏即得到高纯度2-氯-5-三氟甲基吡啶产品。

上述步骤(2)中使用的中和试剂为30wt.％的氢氧化钾溶液，目的是水汽蒸馏后产生的固体釜残量比使用30wt.％％氢氧化钠溶液产生的固体釜残量少。

上述步骤(4)中，所述减压精馏过程为：将水汽蒸馏后得到2-氯-5-三氟甲基吡啶粗品投入到精馏塔进行减压精馏，通过粗品中不同组分沸点的不同分离得到高纯度2-氯-5-三氟甲基吡啶产品，该高纯度2-氯-5-三氟甲基吡啶产品在30℃以上为无色液体，低于30℃为无色结晶体。

采用本发明方法制备的高纯度2-氯-5-三氟甲基吡啶产品的纯度≥99.00％，收率≥90％。

本发明的优点如下：

本发明的氯化反应为2-氯-5-氯甲基吡啶在150～160℃的条件下与氯气发生化学反应，不用加任何催化剂，氟化反应采用无水HF，也不用加任何催化剂或溶剂。本发明后处理简单，通过减压精馏后，提高了产品纯度；本发明工艺简单、生产成本低、适合于工业化生产。

具体实施方式：

下面将通过具体实施方案对本发明作进一步的具体描述，但不能理解为是对本发明保护范围的限定。

本发明为2-氯-5-三氟甲基吡啶的制备方法，该方法首先制备2-氯-5-三氯甲基吡啶，然后经过一步氟化反应获得含2-氯-5-三氟甲基吡啶粗品的反应液，对含粗品的反应液进行纯化处理，获得高纯度的2-氯-5-三氟甲基吡啶产品。具体过程如下：

(1)2-氯-5-三氯甲基吡啶的制备：

以2-氯-5-氯甲基吡啶为原料，一步氯化合成2-氯-5-三氯甲基吡啶；其中：氯化反应温度为140-160℃之间，优选在150-155℃之间，反应温度低于140℃时，氯化反应不完全，反应速度慢；反应温度高于160℃后，吡啶环上-6位容易氯化取代，生成副产物2，6-二氯-5-三氯甲基吡啶或2,3-二氯-5-三氯甲基吡啶，反应压力为常压反应。反应时间为直至2-氯-5-氯甲基吡啶完全转化为2-氯-5-三氯甲基吡啶。氯化反应的原理如下：

(2)2-氯-5-三氟甲基吡啶的氟化反应：